復(fù)雜體型高層建筑單體和雙塔時(shí)風(fēng)荷載

第07卷第10期中國(guó)水運(yùn)vol.7no.10 2007年10月chinawatertransportoctober2007 收稿日期：2007-7-11 作者簡(jiǎn)介：蔡志波男（1973—）江漢油田設(shè)計(jì)院勘察室工程師（433123） 研究方向：巖土工程 高層建筑風(fēng)荷載及抗風(fēng)設(shè)計(jì) 蔡志波 摘要：隨著輕質(zhì)高強(qiáng)新型建筑材料的不斷涌現(xiàn)，高層建筑不但建筑形式變化多樣，而且結(jié)構(gòu)體型也朝著高大、輕 柔的方向發(fā)展。故風(fēng)對(duì)高層建筑的影響越來(lái)越大。所以必須認(rèn)真對(duì)待高層建筑中風(fēng)荷載。本文通過(guò)簡(jiǎn)述風(fēng)的起因、 風(fēng)的特征、風(fēng)壓及

1 七、高層建筑（高聳結(jié)構(gòu)）的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動(dòng) i.概述 順風(fēng)向和橫風(fēng)向 順風(fēng)向---抖振機(jī)制 橫風(fēng)向---機(jī)制復(fù)雜（高層建筑：紊流+尾流+氣動(dòng)彈性） 研究方法 順風(fēng)向： (1)平均風(fēng)壓（整體型系數(shù)）----準(zhǔn)定常風(fēng)力----隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算--- 振動(dòng)響應(yīng) (2)同步測(cè)壓----脈動(dòng)風(fēng)力分布---隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算---振動(dòng)響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (3)高頻動(dòng)態(tài)測(cè)力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算 (4)氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)----直接獲得振動(dòng)響應(yīng) 橫風(fēng)向： (1)同步測(cè)壓----脈動(dòng)風(fēng)力分布---隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算---振動(dòng)響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (2)高頻動(dòng)態(tài)測(cè)力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算 (3)氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)----直接獲得和振動(dòng)響應(yīng) ii、高層建筑風(fēng)壓分布特性 2．1概述

精品文檔 精品文檔 七、高層建筑（高聳結(jié)構(gòu)）的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動(dòng) i.概述 順風(fēng)向和橫風(fēng)向 順風(fēng)向---抖振機(jī)制 橫風(fēng)向---機(jī)制復(fù)雜（高層建筑：紊流+尾流+氣動(dòng)彈性） 研究方法 順風(fēng)向： (1)平均風(fēng)壓（整體型系數(shù)）----準(zhǔn)定常風(fēng)力----隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算--- 振動(dòng)響應(yīng) (2)同步測(cè)壓----脈動(dòng)風(fēng)力分布---隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算---振動(dòng)響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (3)高頻動(dòng)態(tài)測(cè)力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算 (4)氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)----直接獲得振動(dòng)響應(yīng) 橫風(fēng)向： (1)同步測(cè)壓----脈動(dòng)風(fēng)力分布---隨機(jī)振動(dòng)方法計(jì)算---振動(dòng)響應(yīng)（不 能應(yīng)用于格構(gòu)式高聳結(jié)構(gòu)） (2)高頻動(dòng)態(tài)測(cè)力天平---一階廣義風(fēng)荷載---振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算 (3)氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)----直接獲得和振動(dòng)響應(yīng) ii、高層建筑風(fēng)壓分布特性

高層建筑等效靜力風(fēng)荷載分析

第27卷　第1期 2005年2月 　　　　　 三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) jofchinathreegorgesuniv.(naturalsciences) 　　　　　vol.27no.1 feb.2005 收稿日期:2004212223 基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(59678050) 作者簡(jiǎn)介:梁樞果(1950-),男,教授,博士生導(dǎo)師. y形平面高層建筑風(fēng)荷載研究 梁樞果1　田　唯1　劉勝春2　李明水3 (1.武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,武漢　430072;2.北京良鄉(xiāng)電力建筑研究院,北京　102401;3.中國(guó)空氣動(dòng)力 研究與發(fā)展中心,四川綿陽(yáng)　621000) 摘要:介紹了y形平面高層建筑結(jié)構(gòu)剛性模型在均勻流場(chǎng)和紊流場(chǎng)中三種風(fēng)向角下的三維風(fēng)荷載 風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果,分析了y

高層建筑局部構(gòu)件的風(fēng)荷載效應(yīng)——高層建筑中局部構(gòu)件的質(zhì)量在總體結(jié)構(gòu)分析時(shí)，往往作為靜荷載加到各層樓面，這在動(dòng)力分析中相當(dāng)于局部構(gòu)件與主體剛結(jié)，與實(shí)際情況比較吻合。盡管它們之間可有彈性變形，但這種變形狀態(tài)對(duì)于主體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性的影響極其微小。因...

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　　收稿日期:2005-05-11 　　作者簡(jiǎn)介:張建國(guó)(1974-),男,在職博士生,廈門大學(xué)土木工程系講師,主要從事結(jié)構(gòu)工程研究. 文章編號(hào):167124229(2005)0620532205 高層建筑靜力等效風(fēng)荷載研究 張建國(guó)1,2,顧　明1,張永山3 (1.同濟(jì)大學(xué)土木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上?！?00092;2.廈門大學(xué)土木工程系,福建廈門　361005; 3.廣州大學(xué)土木工程學(xué)院,廣東廣州　510006) 摘　要:靜力等效風(fēng)荷載是聯(lián)系風(fēng)工程師和結(jié)構(gòu)工程師的紐帶,在國(guó)內(nèi)外的風(fēng)荷載規(guī)范中都具有重要意義.文 章系統(tǒng)地介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)高層建筑靜力等效風(fēng)荷載的研究成果,闡述了各種靜力等效風(fēng)荷載的物理意義,比較 了各自的優(yōu)缺點(diǎn),以供我國(guó)有關(guān)研究和設(shè)計(jì)人員參考. 關(guān)鍵詞:高層建筑;靜力

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基于fluent軟件,采用雷諾應(yīng)力模型rsm對(duì)六種不同體型的聯(lián)體型雙塔建筑物的靜力風(fēng)荷載進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。研究了不同體型雙塔間的靜力干擾效應(yīng),順、橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)方向的無(wú)量綱荷載系數(shù)等問(wèn)題。分析表明,當(dāng)風(fēng)向角為0°且間距較近時(shí),下游建筑位于上游建筑的尾流邊界內(nèi),抑制了上游建筑尾流的發(fā)展,因此上游建筑的平均風(fēng)荷載較單體時(shí)有所減小,而下游建筑的"遮擋效應(yīng)"則非常顯著。由于角部的處理,延緩了上游建筑氣流的分離和再附,上游建筑的平均彎矩干擾因子ifm均小于尖角模型的相應(yīng)值,而下游建筑的ifm均大于尖角模型的相應(yīng)值。

通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)研究了截面為切角曲邊三角形的連體雙塔高層建筑的風(fēng)荷載特性,并作單塔試驗(yàn)比較。將風(fēng)壓沿截面進(jìn)行積分求出沿坐標(biāo)軸方向的合力,然后反算為沿坐標(biāo)軸方向的整體體型系數(shù)。結(jié)果顯示:風(fēng)壓沿高度變化不大,整體體型系數(shù)沿高度遞減。單塔最大體型系數(shù)對(duì)應(yīng)風(fēng)向角比坐標(biāo)軸偏15°。雙塔連線方向(x向)體型系數(shù)上游塔略小于單塔情形,下游塔基本為零,y向的體型系數(shù)略小于單塔y向的,連體部分體型系數(shù)達(dá)2.2。根據(jù)規(guī)范和試驗(yàn)結(jié)果,提出了類似工程合理的取值建議。

采用可實(shí)現(xiàn)的k-ε湍流模型,對(duì)處于b類地貌風(fēng)場(chǎng)中復(fù)雜體型的雙塔建筑進(jìn)行了風(fēng)荷載和風(fēng)場(chǎng)的數(shù)值模擬,計(jì)算得出了建筑周圍的流場(chǎng)分布和建筑表面各測(cè)點(diǎn)的風(fēng)壓,與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果比較表明,數(shù)值模擬方法具有較好的精度,可用于復(fù)雜體型的雙塔建筑的靜力干擾研究。著重討論了雙塔建筑物之間的狹縫效應(yīng),結(jié)果表明,并列布置時(shí),干擾作用只發(fā)生在相鄰建筑物的側(cè)風(fēng)面,對(duì)相鄰建筑物的迎風(fēng)面影響很小,干擾作用的大小與建筑物的間距有關(guān)。

高層建筑的等效設(shè)計(jì)風(fēng)荷載與風(fēng)振響應(yīng)研究——基于某典型高層建筑詳細(xì)的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算分析了該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)等效靜風(fēng)荷載及結(jié)構(gòu)頂部峰值加速度響應(yīng)，與前期的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比，評(píng)估了不同風(fēng)洞試驗(yàn)條件和周邊建筑對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，獲得的結(jié)果可以用于此結(jié)構(gòu)...

分析了某高層建筑的多通道同步測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)。利用隨機(jī)振動(dòng)理論計(jì)算了結(jié)構(gòu)等效靜力風(fēng)荷載,分析了風(fēng)荷載隨風(fēng)向的變化關(guān)系,計(jì)算了結(jié)構(gòu)頂部峰值加速度響應(yīng),對(duì)居住者舒適度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

基于某典型高層建筑詳細(xì)的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果,計(jì)算分析了該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)等效靜風(fēng)荷載及結(jié)構(gòu)頂部峰值加速度響應(yīng),與前期的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比,評(píng)估了不同風(fēng)洞試驗(yàn)條件和周邊建筑對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,獲得的結(jié)果可以用于此結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)以及居住者舒適度評(píng)估。

從懸臂梁振動(dòng)理論出發(fā),討論了高層建筑風(fēng)響應(yīng)的計(jì)算以及在風(fēng)洞中利用高頻天平測(cè)量高層建筑風(fēng)荷載的原理,并進(jìn)一步分析討論了沿建筑物高度分布的平均風(fēng)力、脈動(dòng)風(fēng)力、風(fēng)致振動(dòng)慣性力以及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需要的等效靜態(tài)風(fēng)荷載的確定問(wèn)題,指出了所提方法的局限性和應(yīng)用范圍,可為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的風(fēng)荷載確定提供參考.分析結(jié)果表明,求沿高層建筑高度分布的等效靜態(tài)風(fēng)荷載的方法適用于順風(fēng)向風(fēng)力,在應(yīng)用于橫風(fēng)向風(fēng)力時(shí)由于渦脫落力的影響有理論誤差.

復(fù)雜體型大跨度結(jié)構(gòu)表面風(fēng)荷載的數(shù)值模擬——目的比較復(fù)雜體型大跨度結(jié)構(gòu)表面風(fēng)荷載的數(shù)值計(jì)算與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果，分析研究大跨結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓的分布特性．方法選用可實(shí)現(xiàn)的realizable模型和非平衡壁面函數(shù)法，對(duì)武漢天河機(jī)場(chǎng)新建航站樓實(shí)際尺度的幾何模型進(jìn)行了不同...

計(jì)算如圖所示的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載及合力作用位置。18層房屋總高度為 58m，地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓20w=0.64mkn，風(fēng)向?yàn)閳D中箭頭所示 y x 解：每個(gè)表面沿建筑物高度每米的風(fēng)荷載是 zz0izsiiiw=uuwcosb 其中w0=1.1×0.64=0.7kn/m2（《規(guī)范》中的基本風(fēng)壓是普通建 筑，對(duì)于高層建筑而言，應(yīng)乘以1.1的增大系數(shù)） 首先計(jì)算0siiiuwcosb，按照8塊表面積分別計(jì)算風(fēng)力（壓力或 者吸力）在y方向的投影值，投影后與y坐標(biāo)正向相同取正號(hào)，反之 取負(fù)號(hào)，表面序號(hào)在o中注明，計(jì)算如表1-1所示， 序號(hào)biusiw0cosiwixiwixi 128.38×0.8×0.71.00015.8914.19225.52 26×1.0×0.70.5002.102

建筑荷載的計(jì)算 三大力學(xué)：理論力學(xué)，材料力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)。 三大力學(xué)是設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的理基礎(chǔ)。只有熟練的學(xué)習(xí)好三大力學(xué)才能靈活運(yùn)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)方面。 以下為計(jì)算試題，僅供參考。

第六章高層建筑靜動(dòng)力風(fēng)荷載

采用可實(shí)現(xiàn)的k-ε湍流模型,對(duì)處于b類地貌風(fēng)場(chǎng)中由4棟復(fù)雜體型高層建筑組成的建筑群進(jìn)行了靜力風(fēng)荷載和風(fēng)場(chǎng)的數(shù)值模擬,計(jì)算得出了群樓周圍的流場(chǎng)分布和建筑表面各測(cè)點(diǎn)的風(fēng)壓,與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果比較表明:數(shù)值模擬方法具有較好的精度,可用于兩個(gè)以上的復(fù)雜體型高層建筑群樓的靜力干擾研究。著重討論了復(fù)雜體型高層建筑物之間的靜力干擾效應(yīng),結(jié)果表明:串列布置時(shí),上游建筑對(duì)下游建筑的迎風(fēng)面和側(cè)風(fēng)面都有影響;而并列布置時(shí),靜力干擾作用只發(fā)生在相鄰建筑物的側(cè)風(fēng)面,對(duì)相鄰建筑物的迎風(fēng)面影響很小;靜力干擾效應(yīng)隨高度有顯著的變化,尤其對(duì)高低錯(cuò)落的建筑群,表現(xiàn)為明顯的三維效應(yīng)。

立面開(kāi)洞是建筑實(shí)踐中的常見(jiàn)現(xiàn)象，至今，國(guó)內(nèi)外有關(guān)洞口設(shè)置對(duì)高層建筑風(fēng)荷載影響的研究還很少。洞口形狀、位置及開(kāi)洞率等都是影響建筑靜力風(fēng)荷載的因素，借助計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(cfd)大型商業(yè)軟件fluent6．0，進(jìn)行了大量的數(shù)值模擬分析，研究了相對(duì)風(fēng)壓和基底傾覆力矩系數(shù)與開(kāi)洞率間的關(guān)系，給出了中部和下部開(kāi)口情況下的相關(guān)方程。同時(shí)探討了底部開(kāi)洞情況下。洞內(nèi)風(fēng)速的增大效應(yīng)與洞口大小和來(lái)流方向之間的關(guān)系。所得結(jié)論可供工程研究和抗風(fēng)設(shè)計(jì)參考。